JP2019161738A - Superconducting rotary machine cage rotor, superconducting rotary machine stator, and superconducting rotary machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超電導回転機械用かご型ロータ、超電導回転機械用ステータ、及び超電導回転機械に関する。 The present invention relates to a cage rotor for a superconducting rotating machine, a stator for a superconducting rotating machine, and a superconducting rotating machine.
超電導コイルを使用した超電導モータでは、超電導材料で形成された超電導部材を冷却して、超電導臨界温度以下にする必要がある。
特許文献１には、冷凍機と、冷凍機と超電導コイルとを接続する冷却用端子と、を設けることで、超電導材料で形成された超電導コイルを冷却することが開示されている。
In a superconducting motor using a superconducting coil, it is necessary to cool a superconducting member formed of a superconducting material to a superconducting critical temperature or lower.
Patent Document 1 discloses cooling a superconducting coil formed of a superconducting material by providing a refrigerator and a cooling terminal that connects the refrigerator and the superconducting coil.
上述したように、特許文献１では、上述した冷凍機及び冷却用端子を用いて、超電導コイルを冷却するため、超電導コイルのうち、冷却用端子と接触している部分は、十分に冷却することが可能である。
しかしながら、特許文献１では、冷却用端子から離れた部分を十分に冷却することは困難であった。つまり、特許文献１では、冷却が必要な超電導材料で形成された部分全体を十分に冷却することが困難であった。
As described above, in Patent Document 1, since the superconducting coil is cooled using the refrigerator and the cooling terminal described above, the portion of the superconducting coil that is in contact with the cooling terminal is sufficiently cooled. Is possible.
However, in Patent Document 1, it has been difficult to sufficiently cool a portion away from the cooling terminal. That is, in Patent Document 1, it is difficult to sufficiently cool the entire portion formed of a superconducting material that needs to be cooled.
そこで、本発明は、超電導材料で形成された部材全体を十分に冷却することの可能な超電導回転機械用かご型ロータ、超電導回転機械用ステータ、及び超電導回転機械を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a squirrel-cage rotor for a superconducting rotating machine, a stator for a superconducting rotating machine, and a superconducting rotating machine capable of sufficiently cooling the entire member formed of a superconducting material.
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る超電導回転機械用かご型ロータは、軸線が延びる方向である軸線方向に延びるシャフトと、前記シャフトの外周側に一体に設けられたロータコアと、前記軸線方向に延びるとともに、前記シャフトの周方向に間隔を空けて前記ロータコア内に配置された複数のロータバー、及び前記軸線方向に配置された前記複数のロータバーの端部と接続され、かつ前記軸線方向において対向配置された環状の一対のエンドリングを有し、前記ロータバー及び前記エンドリングが超電導材料で形成されたかご型回転子と、を備え、前記複数のロータバーは、それぞれ各ロータバーの延在方向に沿って冷却媒体が流通可能な第１の冷却用流路を有し、前記一対のエンドリングは、それぞれ該エンドリングの周方向に沿って冷却媒体が流通可能な第２の冷却用流路を有する。 In order to solve the above problems, a cage rotor for a superconducting rotary machine according to an aspect of the present invention includes a shaft extending in an axial direction, which is a direction in which an axis extends, and a rotor core integrally provided on the outer peripheral side of the shaft; A plurality of rotor bars extending in the axial direction and spaced apart in the circumferential direction of the shaft, and connected to ends of the plurality of rotor bars disposed in the axial direction; and the axis line A pair of annular end rings opposed to each other in a direction, and the rotor bar and a cage rotor formed of a superconducting material, and the plurality of rotor bars each extend from each rotor bar. A first cooling channel through which a cooling medium can flow along a direction, and the pair of end rings are arranged around the end rings, respectively. Cooling medium along a has a second cooling flow path can flow.
本発明によれば、複数のロータバーが各ロータバーの延在方向に沿って冷却媒体が流通可能な第１の冷却用流路を有することで、冷却媒体により複数のロータバー全体を冷却することが可能となる。また、一対のエンドリングがそれぞれ周方向に沿って冷却媒体が流通可能な第２の冷却用流路を有することで、冷却媒体により一対のエンドリング全体を冷却することが可能となる。したがって、超電導材料で形成されたかご型回転子全体を十分に冷却することができる。 According to the present invention, since the plurality of rotor bars have the first cooling flow path through which the cooling medium can flow along the extending direction of each rotor bar, the entire plurality of rotor bars can be cooled by the cooling medium. It becomes. Moreover, it becomes possible to cool the whole pair of end rings by the cooling medium because the pair of end rings has the second cooling channel through which the cooling medium can flow along the circumferential direction. Therefore, the entire cage rotor formed of the superconducting material can be sufficiently cooled.
また、上記本発明の一態様に係る超電導回転機械用かご型ロータにおいて、前記ロータバーは、該ロータバーの延在方向に沿って延び、かつ前記超電導材料で形成された複数の棒状超電導体と、前記ロータバーの延在方向に沿って延び、前記複数の棒状超電導体を収容するとともに、前記複数の棒状超電導体との間に前記第１の冷却用流路を区画する第１の配管と、を有してもよい。 Further, in the cage rotor for a superconducting rotating machine according to one aspect of the present invention, the rotor bar extends along the extending direction of the rotor bar and is formed of the superconducting material, and the rod-shaped superconductor, A first pipe extending along the extending direction of the rotor bar, accommodating the plurality of rod-shaped superconductors, and defining the first cooling flow path between the plurality of rod-shaped superconductors. May be.
このように、複数の棒状超電導体と、複数の棒状超電導体を収容するとともに、第１の冷却用流路を区画する第１の配管と、を有することで、第１の配管内を流れる冷却媒体により冷却が必要な複数の棒状超電導体を十分に冷却することができる。
また、超電導体を複数の棒状とすることで、複数の棒状超電導体の外面が冷却媒体と接触するため、１本の棒状超電導体を用いる場合と比較して、冷却効率を高めることができる。
As described above, the cooling that flows in the first pipe by having the plurality of rod-shaped superconductors and the first pipe that accommodates the plurality of rod-shaped superconductors and that defines the first cooling flow path. A plurality of rod-shaped superconductors that require cooling can be sufficiently cooled by the medium.
Further, since the outer surfaces of the plurality of rod-shaped superconductors are in contact with the cooling medium by forming the superconductor into a plurality of rod shapes, the cooling efficiency can be improved as compared with the case where one rod-shaped superconductor is used.
また、上記本発明の一態様に係る超電導回転機械用かご型ロータにおいて、前記複数の棒状超電導体は、ｃ軸方向が平行な複数の単結晶からなるバルク材を用いて形成されており、前記複数の単結晶は、ｃ軸に対して直交するａｂ面をそれぞれ有しており、前記ａｂ面の法線は、前記軸線方向に対して直交して配置させてもよい。 Further, in the squirrel-cage rotor for a superconducting rotating machine according to one aspect of the present invention, the plurality of rod-shaped superconductors are formed using a bulk material made of a plurality of single crystals whose c-axis directions are parallel, The plurality of single crystals may each have an ab plane orthogonal to the c-axis, and a normal line of the ab surface may be arranged orthogonal to the axial direction.
ｃ軸方向が平行な複数の単結晶からなるバルク材を用いて形成された超電導体は、ｃ軸に対して直交するａｂ面に沿うように電流が流れる。
したがって、ａｂ面の法線（ｃ軸）を軸線方向（棒状超電導体の延在方向）に対して直交して配置させ、かつｃ軸が平行となることで、複数の単結晶のそれぞれのａｂ面が平行となるので、棒状超電導体の延在方向（ロータバーの延在方向）に沿って電流を流すことができる。
なお、棒状超電導体の製造時や接合時において、互いに隣り合う単結晶同士の間には単結晶とならない粒界が生じるが、これらは可能な限り少ないほうが好ましい。
In a superconductor formed using a bulk material made of a plurality of single crystals whose c-axis directions are parallel, current flows along an ab plane orthogonal to the c-axis.
Accordingly, the ab plane normal line (c-axis) is arranged perpendicular to the axial direction (extending direction of the bar-shaped superconductor) and the c-axis is parallel, so that each ab of the plurality of single crystals. Since the surfaces are parallel, current can flow along the extending direction of the rod-shaped superconductor (the extending direction of the rotor bar).
In addition, at the time of manufacturing the rod-shaped superconductor and at the time of joining, grain boundaries that do not become single crystals are generated between adjacent single crystals, but it is preferable that these are as few as possible.
また、上記本発明の一態様に係る超電導回転機械用かご型ロータにおいて、前記第１の配管を収容する第１の管状部材と、前記第１の管状部材と前記第１の配管との間に設けられ、前記第１の配管を支持するとともに、前記第１の配管と前記第１の管状部材との間に第１の空間を形成する複数の第１の支持部材と、を備え、前記第１の空間は、真空状態であってもよい。 In the squirrel-cage rotor for a superconducting rotating machine according to one aspect of the present invention, a first tubular member that houses the first pipe, and the first tubular member and the first pipe are disposed between the first tubular member and the first tubular member. A plurality of first support members provided to support the first pipe and to form a first space between the first pipe and the first tubular member; The one space may be in a vacuum state.
このように、第１の配管を収容する第１の管状部材と、第１の配管を支持し、かつ第１の配管と第１の管状部材との間に第１の空間を形成する複数の第１の支持部材と、を有するとともに、第１の空間を真空状態とすることで、第１の空間を断熱空間として利用することが可能となる。これにより、外部の熱により、冷却媒体及び複数の棒状超電導体の温度が上昇することを抑制できる。 As described above, the first tubular member that accommodates the first pipe, and the plurality of pipes that support the first pipe and that form the first space between the first pipe and the first tubular member. It is possible to use the first space as a heat insulating space by having the first support member and making the first space in a vacuum state. Thereby, it can suppress that the temperature of a cooling medium and a some rod-shaped superconductor rises with external heat.
また、上記本発明の一態様に係る超電導回転機械用かご型ロータにおいて、前記エンドリングは、前記周方向に沿って延び、かつ前記超電導材料で形成された棒状又は円弧状の超電導体と、前記周方向に沿って延び、前記超電導体を収容するとともに、前記超電導体との間に前記第２の冷却用流路を区画する第２の配管と、を有してもよい。 Further, in the cage rotor for a superconducting rotating machine according to one aspect of the present invention, the end ring extends along the circumferential direction and is formed of the superconducting material and is a rod-shaped or arc-shaped superconductor, and You may have 2nd piping which extends along the circumferential direction, accommodates the said superconductor, and divides the said 2nd cooling flow path between the said superconductors.
このように、棒状又は円弧状とされた超電導体と、超電導体を収容するとともに、第２の冷却用流路を区画する第２の配管と、を有することで、第２の配管内を流れる冷却媒体により冷却が必要な超電導体を十分に冷却することができる。 As described above, by having the superconductor in the shape of a rod or arc and the second pipe that accommodates the superconductor and defines the second cooling flow path, it flows in the second pipe. The superconductor that needs to be cooled can be sufficiently cooled by the cooling medium.
また、上記本発明の一態様に係る超電導回転機械用かご型ロータにおいて、前記超電導体は、ｃ軸方向が平行な複数の単結晶からなるバルク材を用いて形成されており、前記複数の単結晶は、ｃ軸に対して直交するａｂ面をそれぞれ有しており、前記ａｂ面の法線は、前記周方向に対して直交して配置されていてもよい。 In the squirrel-cage rotor for a superconducting rotating machine according to an aspect of the present invention, the superconductor is formed using a bulk material made of a plurality of single crystals whose c-axis directions are parallel, and Each of the crystals may have an ab plane orthogonal to the c-axis, and a normal line of the ab surface may be arranged orthogonal to the circumferential direction.
ｃ軸方向が平行な複数の単結晶からなるバルク材を用いて形成された超電導体は、ｃ軸に対して直交するａｂ面に沿うように電流が流れる。
したがって、ａｂ面の法線（ｃ軸）を軸線方向（超電導体の延在方向）に対して直交して配置させ、かつｃ軸が平行となることで、複数の単結晶のそれぞれのａｂ面が平行となるので、超電導体の延在方向（エンドリングの延在方向）に沿って電流を流すことができる。
In a superconductor formed using a bulk material made of a plurality of single crystals whose c-axis directions are parallel, current flows along an ab plane orthogonal to the c-axis.
Therefore, by arranging the normal line (c axis) of the ab plane perpendicular to the axial direction (extending direction of the superconductor) and the c axis being parallel, each ab plane of the plurality of single crystals Are parallel to each other, so that a current can flow along the extending direction of the superconductor (the extending direction of the end ring).
また、上記本発明の一態様に係る超電導回転機械用かご型ロータにおいて、前記第２の配管を収容する第２の管状部材と、前記第２の管状部材と前記第２の配管との間に設けられ、前記第２の配管を支持するとともに、前記第２の配管と前記第２の管状部材との間に第２の空間を形成する複数の第２の支持部材と、を備え、前記第２の空間は、真空状態であってもよい。 Moreover, in the squirrel-cage rotor for a superconducting rotating machine according to one aspect of the present invention, a second tubular member that houses the second pipe, and between the second tubular member and the second pipe. A plurality of second support members provided to support the second pipe and to form a second space between the second pipe and the second tubular member, The space 2 may be in a vacuum state.
このように、第２の配管を収容する第２の管状部材、及び第２の配管を支持するとともに、第２の配管と第２の管状部材との間に第２の空間を形成する複数の第２の支持部材を有するとともに、第２の空間を真空状態とすることで、第２の空間を断熱空間として利用することが可能となる。これにより、外部の熱により、冷却媒体及び超電導体の温度が上昇することを抑制できる。 As described above, the second tubular member that accommodates the second pipe, and the plurality of pipes that support the second pipe and that form the second space between the second pipe and the second tubular member. By having the second support member and making the second space in a vacuum state, the second space can be used as a heat insulating space. Thereby, it can suppress that the temperature of a cooling medium and a superconductor rises with external heat.
また、上記本発明の一態様に係る超電導回転機械用かご型ロータにおいて、前記複数のロータバーに形成された前記第１の冷却用流路は、前記第２の冷却用流路に連通していてもよい。 Further, in the squirrel-cage rotor for a superconducting rotary machine according to one aspect of the present invention, the first cooling flow path formed in the plurality of rotor bars communicates with the second cooling flow path. Also good.
このように、第１の冷却用流路と第２の冷却用流路とを連通させることで、第１及び第２の冷却用流路を流れる冷却媒体を循環させることができる。 Thus, the cooling medium flowing through the first and second cooling flow paths can be circulated by connecting the first cooling flow path and the second cooling flow path.
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る超電導回転機械は、上記超電導回転機械用かご型ロータと、前記超電導回転機械用かご型ロータの外側に隙間を介在させた状態で配置された超電導回転機械用ステータと、を備え、前記超電導回転機械用ステータは、前記超電導回転機械用かご型ロータの外側に配置された筒状のヨークと、前記ヨークの内側から該ヨークの径方向内側に突出して設けられ、該ヨークの周方向に配列された複数のティースと、互いに隣り合う前記ティース間に形成された溝と、前記ティースに巻回され、前記溝に配置されたコイルと、前記超電導回転機械用かご型ロータ側に位置する前記溝の入口側に配置され、冷却媒体が流れる第３の配管と、を有する。 In order to solve the above problems, a superconducting rotating machine according to an aspect of the present invention is disposed in a state where a gap is interposed between the cage rotor for the superconducting rotating machine and the cage rotor for the superconducting rotating machine. A stator for a superconducting rotating machine, and the stator for the superconducting rotating machine includes a cylindrical yoke disposed outside the squirrel-cage rotor for the superconducting rotating machine, and a radially inner side of the yoke from the inside of the yoke. A plurality of teeth provided in a projecting manner and arranged in the circumferential direction of the yoke, a groove formed between the adjacent teeth, a coil wound around the tooth and disposed in the groove, and the superconducting A third pipe disposed on the inlet side of the groove located on the side of the squirrel-cage rotor for a rotating machine and through which a cooling medium flows.
本発明によれば、超電導回転機械用かご型ロータ側に位置する溝の入口側に配置され、冷却媒体が流れる第３の配管を有することで、コイルから伝達される熱を冷却することが可能となる。これにより、超電導回転機械用ステータの熱が超電導回転機械用かご型ロータに伝わることを抑制できる。
また、第３の配管の近傍に配置され、高温になりやすいティースの先端部を冷却することができる。
According to the present invention, it is possible to cool the heat transmitted from the coil by having the third pipe arranged on the inlet side of the groove located on the side of the cage rotor for the superconducting rotating machine and through which the cooling medium flows. It becomes. Thereby, it can suppress that the heat | fever of the stator for superconducting rotary machines is transmitted to the cage rotor for superconducting rotary machines.
Moreover, it is arrange | positioned in the vicinity of 3rd piping, and the front-end | tip part of the tooth | gear which becomes high temperature can be cooled.
また、本発明の一態様に係る超電導回転機械において、前記溝のうち、前記コイルと前記第３の配管との間に位置する部分に配置されたスロットウェッジを有し、前記第３の配管は、前記超電導回転機械用かご型ロータと対向する前記スロットウェッジの面に固定されていてもよい。 Moreover, in the superconducting rotary machine according to an aspect of the present invention, the groove has a slot wedge disposed in a portion of the groove located between the coil and the third pipe, and the third pipe is The surface of the slot wedge facing the cage rotor for the superconducting rotating machine may be fixed.
このように、スロットウェッジを設けるとともに、超電導回転機械用かご型ロータと対向するスロットウェッジの面に第３の配管を固定することで、溝に対する第３の配管の位置を規制できるとともに、スロットウェッジを介して伝達される熱を冷却することができる。
また、第３の配管を流れる冷却媒体により、第３の配管の近傍に配置され、高温になりやすいティースの先端を冷却することができる。
Thus, while providing the slot wedge and fixing the third pipe to the surface of the slot wedge facing the squirrel-cage rotor for a superconducting rotary machine, the position of the third pipe relative to the groove can be regulated, and the slot wedge The heat transferred through the can be cooled.
Moreover, the cooling medium flowing through the third pipe can cool the tip of the teeth that are arranged in the vicinity of the third pipe and easily reach a high temperature.
また、本発明の一態様に係る超電導回転機械において、前記溝のうち、前記コイルと前記第３の配管との間に位置する部分に配置されたスロットウェッジを有し、前記第３の配管は、前記超電導回転機械用かご型ロータと対向する前記スロットウェッジの面に固定されており、前記第３の配管の幅方向両側は、前記ティースの先端部に接触していてもよい。 Moreover, in the superconducting rotary machine according to an aspect of the present invention, the groove has a slot wedge disposed in a portion of the groove located between the coil and the third pipe, and the third pipe is Further, it is fixed to the surface of the slot wedge facing the squirrel-cage rotor for the superconducting rotary machine, and both sides in the width direction of the third pipe may be in contact with the tip of the teeth.
このように、第３の配管の幅方向両側をティースの先端部と接触させることで、第３の配管を介して、冷却媒体によりティースの先端部を冷却することが可能となる。これにより、ティースの先端部の冷却効果を高めることができる。 As described above, by bringing the both sides of the third pipe in the width direction into contact with the tip of the tooth, the tip of the tooth can be cooled by the cooling medium via the third pipe. Thereby, the cooling effect of the front-end | tip part of teeth can be heightened.
また、本発明の一態様に係る超電導回転機械において、前記溝のうち、前記コイルと前記第３の配管との間に位置する部分に配置されたスロットウェッジと、前記溝のうち、前記スロットウェッジと前記第３の配管との間に配置されるとともに、該スロットウェッジ及び該第３の配管が固定される冷却板と、を有し、前記冷却板の幅方向両側は、前記ティースの先端部に固定されていてもよい。 Further, in the superconducting rotary machine according to one aspect of the present invention, a slot wedge disposed in a portion of the groove located between the coil and the third pipe, and the slot wedge of the groove. And a cooling plate to which the slot wedge and the third piping are fixed, and both sides of the cooling plate in the width direction are front end portions of the teeth. It may be fixed to.
このような構成とされた冷却板を有することで、溝に対する冷却板の位置を規制することが可能となる。そして、コイルに電流が流れてコイルが熱膨張すると、コイルがスロットウェッジに押し付けられるが、このとき、冷却板の位置が変化しない。このため、接触熱伝導度が向上して、冷却効果を高めることができる。
また、溝に対する冷却板の位置が規制されることで、冷却板に固定された第３の配管の位置を規制することができる。
By having the cooling plate configured as described above, the position of the cooling plate with respect to the groove can be regulated. And if an electric current flows into a coil and a coil expands thermally, a coil will be pressed against a slot wedge, but the position of a cooling plate does not change at this time. For this reason, contact thermal conductivity can improve and the cooling effect can be heightened.
Moreover, the position of the 3rd piping fixed to the cooling plate can be controlled because the position of the cooling plate with respect to a groove | channel is controlled.
また、本発明の一態様に係る超電導回転機械において、前記溝のうち、前記コイルと前記第３の配管との間に位置する部分に配置されたスロットウェッジと、前記溝のうち、前記スロットウェッジと前記第３の配管との間に配置されるとともに、該スロットウェッジ及び該第３の配管が固定される冷却板と、を有し、前記溝は、該溝の底部側に位置するとともに、前記コイルが配置される第１の領域と、前記溝の入口側に位置するとともに、前記第３の配管が配置される第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域との間に配置され、前記第１の領域及び前記第２の領域よりも幅広形状とされた第３の領域と、を有し、前記冷却板は、前記第３の領域内に配置されるとともに、前記第１の領域及び前記第２の領域よりも幅広形状であってもよい。 Further, in the superconducting rotary machine according to one aspect of the present invention, a slot wedge disposed in a portion of the groove located between the coil and the third pipe, and the slot wedge of the groove. And a cooling plate to which the slot wedge and the third pipe are fixed, and the groove is located on the bottom side of the groove, The first region where the coil is disposed, the second region where the third pipe is disposed, and the first region and the second region, which are located on the inlet side of the groove And a third region that is wider than the first region and the second region, and the cooling plate is disposed in the third region, It is wider than the first region and the second region, Good.
このような構成とすることで、コイルに電流が流れてコイルが熱膨張した際、熱膨張したコイルにより、冷却板が第３の領域を区画するティースの先端部に押し付けられる。これにより、接触熱伝導度が向上するため、ティースの先端部の冷却効果を高めることができる。 By setting it as such a structure, when an electric current flows into a coil and a coil expands thermally, a cooling plate is pressed against the front-end | tip part of the teeth which divides a 3rd area | region by the thermally expanded coil. Thereby, since contact thermal conductivity improves, the cooling effect of the front-end | tip part of teeth can be heightened.
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る超電導回転機械用ステータは、超電導回転機械用かご型ロータの外側に配置された筒状のヨークと、前記ヨークの内周面から該ヨークの径方向内側に突出して設けられ、該ヨークの周方向に配列された複数のティースと、互いに隣り合う前記ティース間に形成された溝と、前記ティースに巻回され、前記溝に配置されたコイルと、前記超電導回転機械用かご型ロータ側に位置する前記溝の入口側に配置され、冷却媒体が流れる配管と、を有する。 In order to solve the above-described problems, a stator for a superconducting rotary machine according to an aspect of the present invention includes a cylindrical yoke disposed outside a squirrel-cage rotor for a superconducting rotary machine, and an inner peripheral surface of the yoke. A plurality of teeth arranged to protrude radially inward and arranged in the circumferential direction of the yoke, a groove formed between the adjacent teeth, and a coil wound around the tooth and disposed in the groove And a pipe arranged on the inlet side of the groove located on the squirrel-cage rotor side for the superconducting rotary machine and through which a cooling medium flows.
本発明によれば、ロータコア側に位置する溝の入口に配置され、冷却媒体が流れる配管を有することで、コイルから伝達される熱を冷却することが可能となる。これにより、超電導回転機械用ステータの熱が超電導回転機械用かご型ロータに伝わることを抑制できる。 According to the present invention, it is possible to cool the heat transmitted from the coil by having the pipe arranged at the entrance of the groove located on the rotor core side and through which the cooling medium flows. Thereby, it can suppress that the heat | fever of the stator for superconducting rotary machines is transmitted to the cage rotor for superconducting rotary machines.
また、本発明の一態様に係る超電導回転機械用ステータにおいて、前記溝のうち、前記コイルと前記配管との間に位置する部分に配置されたスロットウェッジを有し、前記配管は、前記超電導回転機械用かご型ロータと対向する前記スロットウェッジの面に固定されていてもよい。 Moreover, in the stator for a superconducting rotary machine according to an aspect of the present invention, the groove has a slot wedge disposed in a portion of the groove located between the coil and the pipe, and the pipe includes the superconducting rotation. You may fix to the surface of the said slot wedge facing a cage rotor for machines.
このように、スロットウェッジを設けるとともに、超電導回転機械用かご型ロータと対向するスロットウェッジの面に配管を固定することで、溝に対する配管の位置を規制できるとともに、スロットウェッジを介して伝達される熱を冷却することができる。
また、配管を流れる冷却媒体により、配管の近傍に配置され、高温になりやすいティースの先端を冷却することができる。
Thus, by providing the slot wedge and fixing the pipe to the surface of the slot wedge facing the squirrel-cage rotor for a superconducting rotating machine, the position of the pipe with respect to the groove can be regulated and transmitted through the slot wedge. Heat can be cooled.
Further, the tip of the tooth that is disposed near the pipe and is likely to become high temperature can be cooled by the cooling medium flowing through the pipe.
また、本発明の一態様に係る超電導回転機械用ステータにおいて、前記溝のうち、前記コイルと前記配管との間に位置する部分に配置されたスロットウェッジを有し、前記配管は、前記超電導回転機械用かご型ロータと対向する前記スロットウェッジの面に固定されており、前記配管の幅方向両側は、前記ティースの先端部に固定されていてもよい。 Moreover, in the stator for a superconducting rotary machine according to an aspect of the present invention, the groove has a slot wedge disposed in a portion of the groove located between the coil and the pipe, and the pipe includes the superconducting rotation. It may be fixed to the surface of the slot wedge facing the squirrel cage rotor, and both sides of the pipe in the width direction may be fixed to the tip of the teeth.
このように、配管の幅方向両側をティースの先端部に固定させることで、配管を介して、冷却媒体によりティースの先端部を冷却することが可能となるので、ティースの先端部の冷却効果を高めることができる。 In this way, by fixing both ends in the width direction of the pipe to the tip of the tooth, the tip of the tooth can be cooled by the cooling medium via the pipe. Can be increased.
また、本発明の一態様に係る超電導回転機械用ステータにおいて、前記溝のうち、前記コイルと前記配管との間に位置する部分に配置されたスロットウェッジと、前記溝のうち、前記スロットウェッジと前記配管との間に配置されるとともに、該スロットウェッジ及び該配管が固定される冷却板と、を有し、前記冷却板の幅方向両側は、前記ティースの先端部に固定されていてもよい。 In the stator for a superconducting rotary machine according to an aspect of the present invention, a slot wedge disposed in a portion of the groove located between the coil and the pipe, and the slot wedge of the groove. The slot wedge and a cooling plate to which the pipe is fixed are disposed between the pipe and the pipe, and both sides in the width direction of the cooling plate may be fixed to the tip of the teeth. .
このような構成とされた冷却板を有することで、溝に対する冷却板の位置が規制される。そして、コイルに電流が流れてコイルが熱膨張すると、コイルがスロットウェッジに押し付けられる。このとき、冷却板の位置が変化しないため、接触熱伝導度が向上し、冷却効果を高めることができる。
また、溝に対する冷却板の位置が規制されることで、冷却板に固定された配管の位置を規制することができる。
By having the cooling plate having such a configuration, the position of the cooling plate with respect to the groove is regulated. When a current flows through the coil and the coil is thermally expanded, the coil is pressed against the slot wedge. At this time, since the position of the cooling plate does not change, the contact thermal conductivity is improved and the cooling effect can be enhanced.
Moreover, the position of the pipe fixed to the cooling plate can be restricted by restricting the position of the cooling plate with respect to the groove.
また、本発明の一態様に係る超電導回転機械用ステータにおいて、前記溝は、該溝の底部側に位置するとともに、前記コイルが配置される第１の領域と、前記第３の配管が配置される第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域との間に配置され、前記第１の領域及び前記第２の領域よりも幅広形状とされた第３の領域と、を有し、前記冷却板は、前記第３の領域内に配置されるとともに、前記第１の領域及び前記第２の領域よりも幅広形状であってもよい。 In the stator for a superconducting rotary machine according to an aspect of the present invention, the groove is located on a bottom side of the groove, and the first region in which the coil is disposed and the third pipe are disposed. A second region, and a third region disposed between the first region and the second region and having a wider shape than the first region and the second region, And the cooling plate may be disposed in the third region and wider than the first region and the second region.
このような構成とすることで、コイルに電流が流れてコイルが熱膨張した際、熱膨張したコイルにより、冷却板が第３の領域を区画するティースの先端部に押し付けられる。これにより、接触熱伝導度が向上するため、ティースの先端部の冷却効果を高めることができる。 By setting it as such a structure, when an electric current flows into a coil and a coil expands thermally, a cooling plate is pressed against the front-end | tip part of the teeth which divides a 3rd area | region by the thermally expanded coil. Thereby, since contact thermal conductivity improves, the cooling effect of the front-end | tip part of teeth can be heightened.
本発明によれば、超電導材料で形成された部材全体を十分に冷却することができる。 According to the present invention, the entire member formed of the superconducting material can be sufficiently cooled.
以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below in detail with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
図１を参照して、第１の実施形態の超電導回転機械１０の概略構成について説明する。図１において、Ａｘはシャフト３５の軸線（以下、「軸線Ａｘ」という）、Ｄｃはシャフト３５、エンドリング４５，４６、及びヨーク９１の周方向（以下、「周方向Ｄｃ」という）、Ｘは軸線Ａｘが延在する方向（以下、「軸線方向Ｘ」という）をそれぞれ示している。
また、図１に示す点線の矢印は、超電導回転機械１０内を流れる冷却媒体の移動経路を模式的に示している。
(First embodiment)
With reference to FIG. 1, a schematic configuration of a superconducting
Moreover, the dotted-line arrows shown in FIG. 1 schematically show the moving path of the cooling medium flowing in the superconducting
超電導回転機械１０は、架台１１，１２と、軸受１３，１４と、超電導回転機械用かご型ロータ１６と、ケーシング１８と、超電導回転機械用ステータ２１と、ロータリージョイント２３と、冷凍機２５−１，２５−２と、第１の供給ライン２６と、第１の回収ライン２７と、第２の供給ライン２８と、第２の回収ライン２９と、を有する。
The
架台１１は、軸受１３を支持する台であり、床面１ａの上方に延出している。架台１２は、軸受１４を支持する台であり、床面１ａの上方に延出している。架台１１，１２は、軸線方向Ｘにおいて離間した状態で、対向配置されている。
The
軸受１３は、架台１１の上面１１ａに配置されている。軸受１４は、架台１２の上面１２ａに配置されている。
The
超電導回転機械用かご型ロータ１６は、シャフト３５と、ロータコア３７と、かご型回転子４０と、を有する。
The superconducting rotary
シャフト３５は、一方の端部３５Ａが軸受１３により回転可能な状態で支持されており、他方の端部３５Ｂが軸受１４により回転可能な状態で支持されている。シャフト３５は、後述するロータコア３７に形成された貫通部３７Ｂに配置されている。シャフト３５は、軸線方向Ｘに延びており、軸線Ａｘ回り（周方向Ｄｃ）に回転する。
The
シャフト３５の内部には、冷却媒体供給経路３５Ｃと、冷却媒体回収経路３５Ｄと、が形成されている。
冷却媒体供給経路３５Ｃの入口側は、ロータリージョイント２３と接続されている。冷却媒体供給経路３５Ｃの出口側は、かご型回転子４０を構成するエンドリング４５と接続されている。
冷却媒体供給経路３５Ｃは、ロータリージョイント２３を介して、冷凍機２５−２から供給される冷却媒体を一方のエンドリング４５内に導くための経路である。
Inside the
The inlet side of the cooling
The cooling
冷却媒体回収経路３５Ｄの入口側は、かご型回転子４０を構成するエンドリング４６と接続されている。冷却媒体回収経路３５Ｄの出口側は、ロータリージョイント２３と接続されている。
冷却媒体回収経路３５Ｄは、エンドリング４５，４６、及びかご型回転子４０を構成する複数のロータバー４３を通過した冷却媒体を、ロータリージョイント２３を介して、冷凍機２５−１に戻すための経路である。
The inlet side of the cooling
The cooling
図１〜図３を参照して、ロータコア３７について説明する。図１〜図３において、同一構成部分には、同一符号を付す。
ロータコア３７は、シャフト３５の外周側にシャフト３５と一体に設けられている。ロータコア３７は、軸線方向Ｘに延在する円筒状の部材である。
ロータコア３７には、複数の挿入孔３７Ａと、貫通部３７Ｂと、が形成されている。
複数の挿入孔３７Ａは、ロータコア３７の外周部に形成されている。複数の挿入孔３７Ａは、間隔を空けて周方向Ｄｃに配置されている。複数の挿入孔３７Ａは、軸線方向Ｘにロータコア３７を貫通するように形成されている。
貫通部３７Ｂは、ロータコア３７の中央部を軸線方向Ｘに貫通するように形成されている。
ロータコア３７は、例えば、軸線方向Ｘに複数の電磁鋼板を積層して構成することが可能である。
The
The
The
The plurality of insertion holes 37 </ b> A are formed in the outer peripheral portion of the
The
The
図１〜図４を参照して、かご型回転子４０について説明する。図１〜図４において、同一構成部分には、同一符号を付す。
なお、第１の実施形態では、一例として、ロータバー４３の延在方向が軸線方向Ｘと同じ方向である場合を例に挙げて以下の説明を行う。
かご型回転子４０は、エンドリング４５，４６（一対のエンドリング）と、複数のロータバー４３と、を有する。
エンドリング４５，４６は、ロータコア３７を介して、軸線方向Ｘにおいて対向配置されている。エンドリング４５は、軸線方向Ｘにおける複数のロータバー４３の一端を支持している。エンドリング４６は、軸線方向Ｘにおける複数のロータバー４３の他端を支持している。
複数のロータバー４３は、それぞれ挿入孔３７Ａに挿入されている。これにより、複数のロータバー４３は、軸線方向Ｘに延在した状態で、かつ周方向Ｄｃに間隔を空けた状態で配置されている。
この状態において、軸線方向Ｘにおける複数のロータバー４３の両端部は、それぞれロータコア３７から突出している。
上記構成とされたかご型回転子４０は、複数のロータバー４３が軸線方向Ｘに延びることで、軸線方向の電流を強くしている。
The squirrel-
In the first embodiment, as an example, the following description is given by taking as an example the case where the extending direction of the
The
The end rings 45 and 46 are disposed to face each other in the axial direction X via the
The plurality of rotor bars 43 are inserted into the insertion holes 37A, respectively. Thereby, the plurality of rotor bars 43 are arranged in a state extending in the axial direction X and spaced apart in the circumferential direction Dc.
In this state, both end portions of the plurality of rotor bars 43 in the axial direction X protrude from the
The cage-
図１、図４、及び図５〜図７を参照して、ロータバー４３の具体的な構成について説明する。図１〜図７において、同一構成部分には、同一符号を付す。図５では、図を見やすくする観点から、第１の冷却用流路５４，５５を流れる冷却媒体の図示を省略する。
図６において、Ｂはａｂ面５１ａに対して直交するｃ軸（以下、「ｃ軸Ｂ」という）、Ｅはｃ軸Ｂに対して直交する仮想平面（以下、「平面Ｅ」という）、Ｙ方向はｃ軸Ｂが延びる方向をそれぞれ示している。
図７では、軸線方向Ｘに配置された一部の単結晶のみを図示している。図７において、Ｆはａ軸（以下、「ａ軸Ｆ」という）、Ｇはｂ軸（以下、「ｂ軸Ｇ」という）、Ｉは結晶粒界（以下、「結晶粒界Ｉ」という）、Ｊは接合部（以下、「接合部Ｊ」という）をそれぞれ示している。
なお、接合部Ｊは、製造の都合で長さが不足する棒状超電導体５１を延長して、必要な長さとするときに、棒状超電導体５１の延在方向に棒状超電導体５１を接合するときに形成される接合部である。
A specific configuration of the
In FIG. 6, B is a c-axis orthogonal to the
FIG. 7 shows only a part of single crystals arranged in the axial direction X. In FIG. 7, F is an a-axis (hereinafter referred to as “a-axis F”), G is a b-axis (hereinafter referred to as “b-axis G”), and I is a crystal grain boundary (hereinafter referred to as “crystal grain boundary I”). , J indicates a joint (hereinafter referred to as “joint J”).
In addition, when joining the rod-shaped
ロータバー４３は、複数の棒状超電導体５１と、保護膜５２と、第１の配管５３と、第１の冷却用流路５４，５５と、第１の管状部材５６と、複数の第１の支持部材５７と、第１の空間５９と、を有する。
The
複数の棒状超電導体５１は、超電導材料で形成されている。棒状超電導体５１は、ｃ軸Ｂの方向（ｃ軸方向）が平行な複数の単結晶からなる単結晶のバルク材（市販のテープ材を積層させたものでもよい）を用いて形成されている。複数の棒状超電導体５１は、ロータバー４３の延在方向と同じ方向に延在するとともに、互いに隣り合う棒状超電導体５１と接合された状態で第１の配管５３内に収容されている。
The plurality of rod-shaped
棒状超電導体５１は、複数の単結晶５１Ａと、互いに隣り合う単結晶５１Ａ間に形成された結晶粒界Ｉと、を有する。複数の単結晶５１Ａは、それぞれａ軸Ｆ及びｂ軸Ｇを有する。このａ軸Ｆ及びｂ軸Ｇは、ａｂ面５１ａ，５１ｂを形成している。
ａ軸Ｆの延在方向、及びｂ軸Ｇの延在方向は、複数の単結晶５１Ａ毎に異なっていてもよい。ａｂ面５１ａ，５１ｂは、ｃ軸Ｂに対して直交する面である。ａｂ面５１ｂは、ａｂ面５１ａの反対側に配置されている。ａｂ面５１ａ，５１ｂの各法線は、棒状超電導体５１の延在方向に対して直交するように配置されている。
複数の棒状超電導体５１は、ａｂ面５１ｂとａｂ面５１ａとが対向するように積み重ねられて配置されている。
The rod-shaped
The extending direction of the a-axis F and the extending direction of the b-axis G may be different for each of the plurality of
The plurality of rod-shaped
上述したように、棒状超電導体５１は、ｃ軸Ｂの方向が平行な複数の単結晶５１Ａからなるバルク材を用いて形成されている。このため、棒状超電導体５１では、ｃ軸Ｂに対して直交するａｂ面に沿うように電流が流れる。
したがって、ａｂ面の法線（ｃ軸Ｂ）を軸線方向Ｘ（軸線Ａｘ）に対して直交して配置させ、かつｃ軸Ｂが平行となることで、複数の単結晶５１Ａのそれぞれのａｂ面５１ａ，５１ｂが平行となるので、棒状超電導体５１の延在方向（ロータバー４３の延在方向）に沿って電流を流すことができる。
なお、棒状超電導体５１の製造時や接合時において、互いに隣り合う単結晶５１Ａ同士の間には単結晶とならない粒界が生じるが、これらは可能な限り少ないほうが好ましい。
As described above, the rod-shaped
Therefore, by arranging the normal line (c axis B) of the ab plane perpendicular to the axial direction X (axis line Ax) and the c axis B being parallel, each ab plane of the plurality of
In addition, at the time of manufacturing or joining the rod-shaped
保護膜５２は、棒状超電導体５１の表面５１ｃ（ａｂ面５１ａ，５１ｂを含む面）を覆うように設けられている。保護膜５２としては、例えば、銀膜を用いることが可能である。
このように、棒状超電導体５１の表面５１ｃを覆う保護膜５２を設けることにより、第１の配管５３内を流れる冷却媒体や冷却冷媒が無くなった場合の雰囲気ガスから棒状超電導体５１を保護するための膜である。
The
In this way, by providing the
表面５１ｃに保護膜５２が形成され、かつ積み重ねられた棒状超電導体５１の間には、冷却媒体が流れる第１の冷却用流路５４が形成されている。第１の冷却用流路５４は、ロータバーの延在方向に沿って冷却媒体を流通させる。
A
ところで、ａｂ面５１ａ，５１ｂの加工する場合、aｂ面５１ａ，５１ｂには、それぞれ凹凸が形成されてしまう。つまり、ａｂ面５１ａ，５１ｂは、凹凸面となってしまう。
そして、ａｂ面５１ａ，５１ｂに形成される保護膜５２は、凹凸面に沿うように形成される。よって、保護膜５２が形成されたａｂ面５１ａと保護膜５２が形成されたａｂ面５１ｂとが接触する部分には、隙間が形成されている。この隙間も冷却媒体が流れる第１の冷却用流路５４として機能する。
By the way, when the ab surfaces 51a and 51b are processed, irregularities are formed on the ab surfaces 51a and 51b, respectively. That is, the ab surfaces 51a and 51b become uneven surfaces.
The
第１の配管５３は、ロータバー４３の延在方向に沿って延びるとともに、保護膜５２が形成された複数の棒状超電導体５１を収容している。第１の配管５３は、保護膜５２が形成された複数の棒状超電導体５１との間に、冷却媒体が流れる第１の冷却用流路５５を区画している。第１の冷却用流路５５は、ロータバーの延在方向に沿って冷却媒体を流通させる。
第１の配管５３は、例えば、外部に熱を伝えにくく、かつ冷却媒体に対する耐性の高い材料で形成することが好ましい。
The
The
上述した複数の棒状超電導体５１、及び第１の配管５３を有することで、第１の配管５３内を流れる冷却媒体により冷却が必要な複数の棒状超電導体５１を十分に冷却することができる。
また、超電導体を複数の棒状とすることで、複数の棒状超電導体５１の外面が冷却媒体と接触するため、１本の棒状超電導体を用いる場合と比較して、冷却効率を高めることができる。
By having the plurality of rod-shaped
Moreover, since the outer surface of the plurality of rod-shaped
冷却媒体は、保護膜５２を介して、複数の棒状超電導体５１を冷却する。冷却媒体としては、例えば、液体窒素や液体ヘリウム等を用いることが可能である。
The cooling medium cools the plurality of rod-shaped
第１の管状部材５６は、第１の配管５３の外側に設けられている。第１の管状部材５６は、第１の配管５３から離間した状態で、第１の配管５３を収容している。
第１の管状部材５６は、例えば、外部に熱を伝えにくい材料で形成することが好ましい。
The first
The first
第１の支持部材５７は、第１の配管５３と第１の管状部材５６とを接続するように、第１の配管５３の周囲に複数設けられている。
第１の支持部材５７は、第１の配管５３と第１の管状部材５６とが接触しない状態で、第１の配管５３を支持するとともに、第１の配管５３と第１の管状部材５６との間に第１の空間５９を区画している。第１の空間５９は、真空状態とされている。
A plurality of
The
このように、第１の配管５３を収容する第１の管状部材５６と、第１の配管５３を支持し、かつ第１の配管５３と第１の管状部材５６との間に第１の空間５９を形成する複数の第１の支持部材５７と、を有するとともに、第１の空間５９を真空状態とすることで、第１の空間５９を断熱空間として利用することが可能となる。
これにより、外部の熱により、冷却媒体及び複数の棒状超電導体５１の温度が上昇することを抑制できる。
As described above, the first
Thereby, it can suppress that the temperature of a cooling medium and the some rod-shaped
次に、図１、図７、及び図８を参照して、エンドリング４５について説明する。図４では、図を見やすくする観点から、第２の冷却用流路７４，７５を流れる冷却媒体の図示を省略する。
Next, the
エンドリング４５は、エンドリング本体６３と、スポーク６４と、を有する。
エンドリング本体６３は、環状の部材である。エンドリング本体６３は、軸線方向Ｘに配置され、かつ軸受１３側に配置された複数のロータバー４３の端部と接続されている。
エンドリング本体６３は、実際には製造の都合上、ロータバー４３の端部と接続された位置を頂点とするリング状の多角形となる。この場合、該多角形の頂点間は、棒状又は円弧状とされた第２の管状部材７６で接続されている。
なお、図２及び図４では、エンドリング本体６３の形状を模式的に内周及び外周が円形とされたリング形状として図示している。
The
The
The end ring
2 and 4, the shape of the end ring
エンドリング本体６３は、棒状又は円弧状とされた超電導体７１と、保護膜５２と、第２の配管７３と、第２の冷却用流路７５と、第２の管状部材７６と、複数の第２の支持部材７７と、第２の空間７９と、を有する。
The
超電導体７１は、第２の配管７３内に収容されている。超電導体７１は、棒状超電導体５１と同様にｃ軸Ｂの方向が平行な複数の単結晶５１Ａ（図６及び図７参照）からなるバルク材（超電導材料）を用いて形成されている。超電導体７１は、ａｂ面７１ａと、ａｂ面の反対側に配置されたａｂ面７１ｂと、を有する。
複数の単結晶５１Ａが有するａ軸Ｆ及びｂ軸Ｇは、ａｂ面７１ａ，７１ｂを形成している。
超電導体７１は、周方向Ｄｃに沿って延在している。超電導体７１は、ａｂ面７１ａ，７１ｂの法線が超電導体７１の延在方向に対して直交するように配置されている。超電導体７１の断面形状は、例えば、四角形とすることが可能である。
The
The a-axis F and the b-axis G included in the plurality of
The
保護膜５２は、超電導体７１の表面７１ｃ（ａｂ面７１ａ，７１ｂを含む面）を覆うように設けられている。
The
第２の配管７３は、エンドリング本体６３の延在方向に沿って延びるとともに、保護膜５２が形成された超電導体７１を収容している。第２の配管７３は、保護膜５２が形成された超電導体７１との間に、冷却媒体が流れる第２の冷却用流路７５を区画している。第２の冷却用流路７５は、エンドリング本体６３の延在方向（周方向Ｄｃ）に沿って冷却媒体を流通させる。
第２の配管７３は、例えば、外部に熱を伝えにくく、かつ冷却媒体に対する耐性の高い材料で形成することが好ましい。
The
For example, the
上述した超電導体７１、及び第２の配管７３を有することで、第２の配管７３内を流れる冷却媒体により冷却が必要な超電導体７１を十分に冷却することができる。
By having the
上記第２の冷却用流路７５は、例えば、複数の棒状超電導体５１に形成された第１の冷却用流路５４，５５と連通するように構成してもよい。つまり、第２の配管７３と図２に示す第１の配管５３とが連通する構造としてもよい。
For example, the second
このように、第１の冷却用流路５４，５５と第２の冷却用流路７５とを連通させることで、第１の冷却用流路５４，５５及び第２の冷却用流路７５を流れる冷却媒体を循環させることができる。
In this way, the first
第２の管状部材７６は、第２の配管７３の外側に設けられている。第２の管状部材７６は、第２の配管７３から離間した状態で、第２の配管７３を収容している。
第２の管状部材７６は、例えば、外部に熱を伝えにくい材料で形成することが好ましい。
The second
The second
第２の支持部材７７は、第２の配管７３と第２の管状部材７６とを接続するように、第２の配管７３の周囲に複数設けられている。
第２の支持部材７７は、第２の配管７３と第２の管状部材７６とが接触しない状態で、第２の配管７３を支持するとともに、第２の配管７３と第２の管状部材７６との間に第２の空間７９を区画している。第２の空間７９は、真空状態とされている。
A plurality of
The
このような構成とされた第２の管状部材７６、及び複数の第２の支持部材７７を有するとともに、第２の空間７９を真空状態とすることで、第２の空間７９を断熱空間として利用することが可能となる。
これにより、外部の熱により、冷却媒体及び超電導体７１の温度が上昇することを抑制できる。
The
Thereby, it can suppress that the temperature of a cooling medium and the
スポーク６４は、エンドリング本体６３の内側に設けられている。スポーク６４は、エンドリング本体６３の径方向内側に延出している。スポーク６４は、シャフト３５とエンドリング本体６３とを接続している。スポーク６４は、例えば、十字状に配置させることが可能である。
The
スポーク６４には、エンドリング本体６３に形成された第２の冷却用流路７５とシャフト３５に形成された冷却媒体供給経路３５Ｃとを連通させる流路（図示せず）が形成されている。
これにより、冷却媒体供給経路３５Ｃ内を流れる冷却媒体は、スポーク６４に形成された流路を介して、エンドリング本体６３に形成された第２の冷却用流路７５に供給される。
The
Thereby, the cooling medium flowing in the cooling
エンドリング本体６３内に供給された冷却媒体は、超電導体７１を冷却する。超電導体７１を冷却した冷却媒体は、複数のロータバー４３内に形成された第１の冷却用流路５４，５５を流れることで、超電導体７１を冷却する。
The cooling medium supplied into the
次に、エンドリング４６について説明する。
エンドリング４６は、軸線方向Ｘにおいてエンドリング４５と対向するように配置されている。エンドリング４６は、エンドリング本体８３と、スポーク８４と、を有する。
Next, the
The
エンドリング本体８３は、環状の部材であり、先に説明したエンドリング本体６３と同様な構成とされている。つまり、エンドリング本体８３は、図４に示す超電導体７１、保護膜５２、第２の配管７３、第２の冷却用流路７５、第２の管状部材７６、複数の第２の支持部材７７、及び第２の空間７９を有した構成とされている。
The
エンドリング本体８３は、軸線方向Ｘに配置され、かつ軸受１４側に配置された複数のロータバー４３の端部と接続されている。
エンドリング本体８３に形成された第２の冷却用流路７５は、複数のロータバー４３に形成された第１の冷却用流路５４，５５に連通している。これにより、第１の冷却用流路５４，５５を経由した冷却媒体は、エンドリング本体８３に形成された第２の冷却用流路７５内に供給される。
The end ring
The second
このような構成とすることで、第１の冷却用流路５４，５５を経由した冷却媒体を用いて、エンドリング本体８３を構成する超電導体７１を冷却することが可能となる。
With such a configuration, it is possible to cool the
スポーク８４は、エンドリング本体８３の内側に設けられている。スポーク８４は、エンドリング本体８３の径方向内側に延出している。スポーク８４は、シャフト３５とエンドリング本体８３とを接続している。
The
スポーク８４には、エンドリング本体８３に形成された第２の冷却用流路７５とシャフト３５に形成された冷却媒体回収経路３５Ｄとを連通させる流路（図示せず）が形成されている。
これにより、エンドリング本体８３を構成する超電導体７１の冷却に寄与した冷却媒体は、冷却媒体回収経路３５Ｄ内に導入される。
The
As a result, the cooling medium that has contributed to the cooling of the
次に、図１及び図５を参照して、超電導回転機械用ステータ２１について説明する。
超電導回転機械用ステータ２１は、超電導回転機械用かご型ロータ１６の外側に隙間を介在させた状態で配置されている。
超電導回転機械用ステータ２１は、ヨーク９１と、ティース９２と、溝９４と、コイル９６と、マイカテープ９８と、スロットウェッジ１０１と、第３の配管１０３と、を有する。
Next, the
The superconducting
The superconducting
ヨーク９１は、筒状とされており、ケーシング１８の内周面に固定されている。ヨーク９１は、ロータコア３７の外側に配置されている。
ティース９２は、ヨーク９１の内側からヨーク９１の径方向内側に突出して設けられている。ティース９２は、ヨーク９１の周方向に間隔を空けて複数配列されている。複数のティース９２は、それぞれ軸線方向Ｘに延在している。
複数のティース９２の先端面９２ａと超電導回転機械用かご型ロータ１６との間には、隙間が形成されている。
The
The
A gap is formed between the tip surfaces 92a of the plurality of
溝９４は、周方向Ｄｃにおいて互いに隣り合う２つのティース９２間に形成されている。溝９４は、軸線方向Ｘに延在している。溝９４は、ヨーク９１の周方向に複数形成されている。
The groove 94 is formed between two
溝９４は、第１の領域９４Ａと、第２の領域９４Ｂと、第３の領域９４Ｃと、を有する。
第１の領域９４Ａは、溝９４のうち、溝９４の底部側に位置する領域である。第１の領域９４Ａは、ティース９２に巻回されたコイル９６が配置される領域である。
第２の領域９４Ｂは、溝９４のうち、溝９４の入口側に位置する領域である。第２の領域９４Ｂは、第３の配管１０３が配置される領域である。
The groove 94 has a
The
The
第３の領域９４Ｃは、溝９４のうち、第１の領域９４Ａと第２の領域９４Ｂとの間に配置された領域である。第３の領域９４Ｃは、スロットウェッジ１０１が配置される領域である。
第３の領域９４Ｃは、第１の領域９４Ａ及び第２の領域９４Ｂよりも幅広形状とされている。
The third region 94C is a region of the groove 94 that is disposed between the
The third region 94C is wider than the
コイル９６は、ティース９２に巻回された銅バー１０５で構成されている。コイル９６の一部は、溝９４の第１の領域９４Ａに配置されている。
なお、図５では、一例として、２つのコイル９６を溝９４に配置させた場合を例に挙げて図示したが、コイル９６の数、及びコイル９６の配置のさせ方は、図５に限定されない。
The
In FIG. 5, as an example, the case where two
マイカテープ９８は、絶縁テープであり、各コイル９６の外面を覆うように配置されている。
スロットウェッジ１０１は、コイル９６を第１の領域９４Ａ内に留めておくための絶縁部材である。スロットウェッジ１０１は、第３の領域９４Ｃに配置されている。
スロットウェッジ１０１は、超電導回転機械用かご型ロータ１６と対向する面１０１ａを有する。面１０１ａは、平面とされている。
The
The
The
第３の配管１０３は、溝９４の第２の領域９４Ｂに配置されている。第３の配管１０３は、スロットウェッジ１０１の面１０１ａに固定されている。第３の配管１０３の幅方向両側（軸線方向Ｘと直交する方向に配置された第３の配管１０３の両側）は、ティース９２の先端部９２Ａから離間している。
第３の配管１０３と超電導回転機械用かご型ロータ１６との間には、隙間が形成されている。第３の配管１０３内には、冷凍機２５−１から供給された冷却媒体Ｒｅが流れる。
The
A gap is formed between the
第３の配管１０３は、超電導回転機械用ステータ２１に形成された複数の溝９４の第２の領域９４Ｂにそれぞれ配置されている。複数の第３の配管１０３の軸線方向Ｘの軸受１３側の端部（一方の端部）は、図示していない第１の連結管により連結されている。
また、複数の第３の配管１０３の軸線方向Ｘの軸受１４側の端部（他方の端部）は、図示していない第２の連結管により連結されている。
第３の配管１０３は、例えば、円筒状の配管を押し潰すことで形成することが可能である。
The
Moreover, the end part (the other end part) on the
The
このように、超電導回転機械用かご型ロータ１６側に位置する溝９４の入口側（第２の領域９４Ｂ）に配置され、冷却媒体Ｒｅが流れる第３の配管１０３を有することで、コイル９６から伝達される熱を冷却することが可能となる。これにより、超電導回転機械用ステータ２１の熱が超電導回転機械用かご型ロータ１６に伝わることを抑制できる。
In this way, the
また、第３の配管１０３の近傍に配置され、高温になりやすいティース９２の先端部９２Ａを間接的に冷却することができる。
In addition, the
また、超電導回転機械用かご型ロータ１６と対向するスロットウェッジ１０１の面１０１ａに第３の配管１０３を固定することで、溝９４の第２の領域９４Ｂに対する第３の配管１０３の位置を規制できるとともに、スロットウェッジ１０１を介して伝達される熱を冷却することができる。
Further, the position of the
図１を参照するに、ロータリージョイント２３は、シャフト３５の外側に設けられている。ロータリージョイント２３は、一部がケーシングの外側に配置されている。
ロータリージョイント２３は、冷却媒体供給経路（図示せず）と、冷却媒体回収経路（図示せず）と、導入口２３Ａと、導出口２３Ｂと、を有する。
Referring to FIG. 1, the rotary joint 23 is provided outside the
The rotary joint 23 has a cooling medium supply path (not shown), a cooling medium recovery path (not shown), an
冷却媒体供給経路（図示せず）は、一方の端部が導入口２３Ａと接続されており、他方の端部が冷却媒体供給経路３５Ｃと接続されている。冷却媒体供給経路は、導入口２３Ａを介して、冷凍機２５−１から供給される冷却媒体を冷却媒体供給経路３５Ｃに導くための経路である。
One end of the cooling medium supply path (not shown) is connected to the
冷却媒体回収経路（図示せず）は、一方の端部が冷却媒体回収経路３５Ｄと接続されており、他方の端部が導出口２３Ｂと接続されている。冷却媒体回収経路は、導出口２３Ｂを介して、かご型回転子４０から冷却媒体を回収するための経路である。
The cooling medium recovery path (not shown) has one end connected to the cooling
冷凍機２５−１，２５−２は、床面１ａ上にそれぞれ配置されている。冷凍機２５−１，２５−２は、異なる温度の冷媒を供給する。
冷凍機２５−１は、導出口２５Ａと、導入口２５Ｄと、を有する。冷凍機２５−２は、導出口２５Ｂと、導入口２５Ｃと、を有する。
冷凍機２５−１は、かご型回転子４０に冷却媒体を供給する。冷凍機２５−１は、かご型回転子４０から回収した冷却媒体を冷却し、再度、かご型回転子４０に供給する。
冷凍機２５−２は、超電導回転機械用ステータ２１に冷却媒体Ｒｅを供給する。冷凍機２５−２は、超電導回転機械用ステータ２１から回収した冷却媒体Ｒｅを冷却し、再度、超電導回転機械用ステータ２１に供給する。
The refrigerators 25-1 and 25-2 are respectively arranged on the floor surface 1a. The refrigerators 25-1 and 25-2 supply refrigerants having different temperatures.
The refrigerator 25-1 has an
The refrigerator 25-1 supplies a cooling medium to the
The refrigerator 25-2 supplies the cooling medium Re to the
第１の供給ライン２６は、一端が導出口２５Ａと接続されており、他端が導入口２３Ａと接続されている。第１の供給ライン２６は、冷凍機２５−１が冷却した冷却媒体をロータリージョイント２３に供給する。
第１の回収ライン２７は、一端が導出口２３Ｂと接続されており、他端が導入口２５Ｄと接続されている。第１の回収ライン２７は、かご型回転子４０を構成する複数の棒状超電導体５１、及び超電導体７１の冷却に寄与した冷却媒体を冷凍機２５−１内に回収する。
The
The
第２の供給ライン２８は、一端が導出口２５Ｂと接続されており、他端が複数の第３の配管１０３を連結する第１の連結管（図示せず）と接続されている。第２の供給ライン２８は、冷凍機２５−２が冷却した冷却媒体を複数の第３の配管１０３に供給する。
第２の回収ライン２９は、一端が複数の第３の配管１０３を連結する第２の連結管（図示せず）と接続されており、他端が導入口２５Ｃと接続されている。第２の回収ライン２９は、超電導回転機械用ステータ２１の冷却に寄与した冷却媒体を冷凍機２５−２内に回収する。
One end of the
One end of the
第１の実施形態の超電導回転機械用かご型ロータ１６によれば、複数のロータバー４３がそれぞれの延在方向に沿って冷却媒体が流通可能な第１の冷却用流路５４，５５を有することで、冷却媒体により複数のロータバー４３全体を冷却することが可能となる。
また、一対のエンドリング４５，４６がそれぞれの延在方向に沿って冷却媒体が流通可能な第２の冷却用流路７５を有することで、冷却媒体により一対のエンドリング４５，４６全体を冷却することが可能となる。
したがって、超電導材料で形成された複数のロータバー４３及び一対のエンドリング４５，４６を有するかご型回転子４０全体を十分に冷却することができる。
According to the squirrel-
In addition, the pair of end rings 45 and 46 has the second
Therefore, the
また、第１の実施形態の超電導回転機械用ステータ２１によれば、超電導回転機械用かご型ロータ１６側に位置する溝９４の入口側に配置され、冷却媒体Ｒｅが流れる第３の配管１０３を有することで、コイル９６から伝達される熱を冷却することが可能となる。
これにより、超電導回転機械用ステータ２１の熱が超電導回転機械用かご型ロータ１６に伝わることを抑制できる。
また、第３の配管１０３の近傍に配置され、高温になりやすいティース９２の先端部９２Ａを冷却することができる。
Further, according to the
Thereby, it can suppress that the heat | fever of the
Further, the
上述した超電導回転機械用かご型ロータ１６及び超電導回転機械用ステータ２１を備えた第１の実施形態の超電導回転機械１０によれば、超電導材料で構成された部材全体を十分に冷却することができる。
According to the
ここで、図１０を参照して、第１の実施形態の変形例に係るロータバー１１０について、説明する。図１０において、図５に示す構造体と同一構成部分には同一符号を付す。
Here, with reference to FIG. 10, the
ロータバー１１０は、図５で説明したロータバー４３の構成から第１の管状部材５６、第１の支持部材５７、及び第１の空間５９を除いたこと以外は、ロータバー４３と同様に構成されている。
使用目的によっては、図１０に示すような構成とされたロータバー１１０を用いてもよい。
The
Depending on the purpose of use, the
次に、図１１を参照して、第１の実施形態の変形例に係る超電導回転機械用ステータ１１５について説明する。図１１において、図９に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
Next, a
超電導回転機械用ステータ１１５は、第３の配管１０３の幅を広くして、第３の配管１０３の幅方向両側をティース９２の先端部９２Ａの側壁と接触させたこと以外は、図９で説明した超電導回転機械用ステータ２１と同様に構成されている。
The superconducting
第１の実施形態の変形例に係る超電導回転機械用ステータ１１５によれば、第３の配管１０３の幅方向両側をティース９２の先端部９２Ａと接触させることで、第３の配管１０３を介して、冷却媒体によりティース９２の先端部９２Ａを冷却することが可能となる。これにより、ティース９２の先端部９２Ａの冷却効果を高めることができる。
According to the
（第２の実施形態）
図１２を参照して、第２の実施形態に係る超電導回転機械用ステータ１２０について説明する。図１２において、図９に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 12, a
超電導回転機械用ステータ１２０は、冷却板１２１をさらに有すること以外は、図９で説明した超電導回転機械用ステータ２１と同様に構成されている。
The superconducting
冷却板１２１は、溝９４のうち、スロットウェッジ１０１と第３の配管１０３との間に配置されている。具体的には、冷却板１２１は、第２の領域９４Ｂに配置されている。
冷却板１２１は、溝９４の延在方向と同じ方向に延在している。
冷却板１２１は、スロットウェッジ１０１の面１０１ａに固定されている。スロットウェッジ１０１が固定された面１２１ａとは反対側に位置する冷却板１２１の面１２１ｂには、第３の配管１０３が固定されている。
冷却板１２１の幅方向両側は、ティース９２の先端部９２Ａに固定されている。
The
The
The
Both sides of the
第２の実施形態の超電導回転機械用ステータ１２０によれば、上記構成とされた冷却板１２１を有することで、溝９４に対する冷却板１２１の位置を規制することが可能となる。そして、コイル９６に電流が流れてコイル９６が熱膨張すると、マイカテープ９８を介して、コイル９６がスロットウェッジ１０１に押し付けられる。このとき、冷却板１２１の位置が変化しない。これにより、接触熱伝導度が向上して、冷却効果を高めることができる。
また、溝９４に対する冷却板１２１の位置が規制されることで、冷却板１２１に固定された第３の配管１０３の位置を規制することができる。
According to the
In addition, by restricting the position of the
次に、図１３を参照して、第２の実施形態の第１変形例に係る超電導回転機械用ステータ１２５について説明する。図１３において、図１２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
Next, with reference to FIG. 13, a
超電導回転機械用ステータ１２５は、第３の配管１０３の幅方向両側をティース９２の先端部９２Ａと接触させたこと以外は、第２の実施形態の超電導回転機械用ステータ１２０と同様に構成されている。
このような構成とすることで、第３の配管１０３の幅方向両側をティース９２の先端部９２Ａと接触させることで、第３の配管１０３を介して、冷却媒体によりティース９２の先端部９２Ａを冷却することが可能となる。これにより、ティース９２の先端部９２Ａの冷却効果を高めることができる。
The superconducting
With such a configuration, by bringing both ends in the width direction of the
次に、図１４を参照して、第２の実施形態の第２変形例に係る超電導回転機械用ステータ１３０について説明する。図１４において、図１２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
Next, a superconducting rotating
超電導回転機械用ステータ１３０は、超電導回転機械用ステータ１２０を構成する冷却板１２１及び第３の配管１０３に替えて、冷却板１３１及び第３の配管１３２を有すること以外は、超電導回転機械用ステータ１２０と同様に構成されている。
The
冷却板１３１は、第３の領域９４Ｃに固定されている。第３の配管１３２は、冷却板１３１と一体に形成されている。第３の配管１３２内には、冷却媒体が流れる。第３の配管１３２の幅方向両側は、ティース９２の先端部９２Ａと接触している。
The
このような構成とされた超電導回転機械用ステータ１３０は、先に説明した超電導回転機械用ステータ１２５と同様な効果を得ることができるとともに、冷却板１３１を第３の領域９４Ｃに固定することで、第３の配管１３２の設置エリアを大きくすることができる。
The superconducting
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and within the scope of the present invention described in the claims, Various modifications and changes are possible.
例えば、第１の実施形態では、複数のロータバー４３，１１０の延在方向が軸線方向Ｘと同じ方向である場合を例に挙げて説明したが、例えば、複数のロータバーの各ロータバーの延在方向が軸線方向Ｘに対して交差する方向とされたかご型回転子を構成する複数のロータバーとして、第１の実施形態で説明したロータバー４３，１１０を用いてもよい。 For example, in the first embodiment, the case where the extending direction of the plurality of rotor bars 43 and 110 is the same direction as the axial direction X has been described as an example. However, for example, the extending direction of each rotor bar of the plurality of rotor bars The rotor bars 43 and 110 described in the first embodiment may be used as a plurality of rotor bars constituting a cage rotor whose direction intersects with the axial direction X.
１ａ…床面
１０…超電導回転機械
１１，１２…架台
１１ａ，１２ａ…上面
１３，１４…軸受
１６…超電導回転機械用かご型ロータ
１８…ケーシング
２１，１１５，１２０，１２５，１３０…超電導回転機械用ステータ
２３…ロータリージョイント
２５−１，２５−２…冷凍機
２５Ａ，２５Ｂ…導出口
２５Ｃ，２５Ｄ…導入口
２６…第１の供給ライン
２７…第１の回収ライン
２８…第２の供給ライン
２９…第２の回収ライン
３５…シャフト
３５Ａ…一方の端部
３５Ｂ…他方の端部
３５Ｃ…冷却媒体供給経路
３５Ｄ…冷却媒体回収経路
３７…ロータコア
３７Ａ…挿入孔
３７Ｂ…貫通部
４０…かご型回転子
４３，１１０…ロータバー
４５，４６…エンドリング
５１…棒状超電導体
５１ａ，５１ｂ，７１ａ，７１ｂ…ａｂ面
５１ｃ，７１ｃ…表面
５２…保護膜
５３…第１の配管
５４，５５…第１の冷却用流路
５６…第１の管状部材
５７…第１の支持部材
５９…第１の空間
６３，８３…エンドリング本体
６４，８４…スポーク
７１…超電導体
７３…第２の配管
７５…第２の冷却用流路
７６…第２の管状部材
７７…第２の支持部材
７９…第２の空間
９１…ヨーク
９２…ティース
９２ａ…先端面
９２Ａ…先端部
９４…溝
９４Ａ…第１の領域
９４Ｂ…第２の領域
９４Ｃ…第３の領域
９６…コイル
９８…マイカテープ
１０１…スロットウェッジ
１０１ａ，１２１ａ，１２１ｂ…面
１０３，１３２…第３の配管
１０５…銅バー
１２１，１３１…冷却板
Ａｘ…軸線
Ｂ…ｃ軸
Ｄｃ…周方向
Ｅ…平面
Ｆ…ａ軸Ｆ
Ｇ…ｂ軸
Ｉ…結晶粒界
Ｊ…接合部
Ｒｅ…冷却媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a ...
G ... b-axis I ... grain boundary J ... joint Re ... cooling medium
Claims (18)
前記シャフトの外周側に一体に設けられたロータコアと、
前記軸線方向に延びるとともに、前記シャフトの周方向に間隔を空けて前記ロータコア内に配置された複数のロータバー、及び前記軸線方向に配置された前記複数のロータバーの端部と接続され、かつ前記軸線方向において対向配置された環状の一対のエンドリングを有し、前記ロータバー及び前記エンドリングが超電導材料で形成されたかご型回転子と、
を備え、
前記複数のロータバーは、それぞれ各ロータバーの延在方向に沿って冷却媒体が流通可能な第１の冷却用流路を有し、
前記一対のエンドリングは、それぞれ該エンドリングの周方向に沿って冷却媒体が流通可能な第２の冷却用流路を有する超電導回転機械用かご型ロータ。 A shaft extending in the axial direction, which is the direction in which the axis extends,
A rotor core integrally provided on the outer peripheral side of the shaft;
A plurality of rotor bars extending in the axial direction and spaced apart in the circumferential direction of the shaft, and connected to ends of the plurality of rotor bars disposed in the axial direction; and the axis line A pair of annular end rings opposed to each other in a direction, and the rotor bar and the end ring are made of a superconducting material, and a cage rotor;
With
Each of the plurality of rotor bars has a first cooling flow path through which a cooling medium can flow along the extending direction of each rotor bar,
Each of the pair of end rings is a squirrel-cage rotor for a superconducting rotary machine having a second cooling channel through which a cooling medium can flow along the circumferential direction of the end ring.
前記ロータバーの延在方向に沿って延び、前記複数の棒状超電導体を収容するとともに、前記複数の棒状超電導体との間に前記第１の冷却用流路を区画する第１の配管と、
を有する請求項１記載の超電導回転機械用かご型ロータ。 The rotor bar extends along the extending direction of the rotor bar, and a plurality of rod-shaped superconductors formed of the superconducting material;
A first pipe that extends along an extending direction of the rotor bar, accommodates the plurality of rod-shaped superconductors, and defines the first cooling flow path between the plurality of rod-shaped superconductors;
A squirrel-cage rotor for a superconducting rotary machine according to claim 1.
前記複数の単結晶は、ｃ軸に対して直交するａｂ面をそれぞれ有しており、
前記ａｂ面の法線は、前記軸線方向に対して直交して配置される請求項２記載の超電導回転機械用かご型ロータ。 The plurality of rod-shaped superconductors are formed using a bulk material made of a plurality of single crystals whose c-axis directions are parallel,
The plurality of single crystals each have an ab plane orthogonal to the c-axis,
The squirrel-cage rotor for a superconducting rotary machine according to claim 2, wherein the normal line of the ab surface is arranged orthogonal to the axial direction.
前記第１の管状部材と前記第１の配管との間に設けられ、前記第１の配管を支持するとともに、前記第１の配管と前記第１の管状部材との間に第１の空間を形成する複数の第１の支持部材と、
を備え、
前記第１の空間は、真空状態である請求項２または３記載の超電導回転機械用かご型ロータ。 A first tubular member that houses the first piping;
A first space is provided between the first tubular member and the first pipe, supports the first pipe, and forms a first space between the first pipe and the first tubular member. A plurality of first support members to be formed;
With
The squirrel-cage rotor for a superconducting rotary machine according to claim 2 or 3, wherein the first space is in a vacuum state.
前記周方向に沿って延び、前記超電導体を収容するとともに、前記超電導体との間に前記第２の冷却用流路を区画する第２の配管と、
を有する請求項１から４のうち、いずれか一項記載の超電導回転機械用かご型ロータ。 The end ring extends along the circumferential direction, and is a rod-shaped or arc-shaped superconductor formed of the superconducting material; and
A second pipe that extends along the circumferential direction, accommodates the superconductor, and defines the second cooling flow path between the second pipe and the superconductor;
The squirrel-cage rotor for a superconducting rotary machine according to any one of claims 1 to 4, wherein:
前記複数の単結晶は、ｃ軸に対して直交するａｂ面をそれぞれ有しており、
前記ａｂ面の法線は、前記周方向に対して直交して配置される請求項５記載の超電導回転機械用かご型ロータ。 The superconductor is formed using a bulk material made of a plurality of single crystals whose c-axis directions are parallel.
The plurality of single crystals each have an ab plane orthogonal to the c-axis,
The squirrel-cage rotor for a superconducting rotary machine according to claim 5, wherein the normal line of the ab surface is arranged orthogonal to the circumferential direction.
前記第２の管状部材と前記第２の配管との間に設けられ、前記第２の配管を支持するとともに、前記第２の配管と前記第２の管状部材との間に第２の空間を形成する複数の第２の支持部材と、
を備え、
前記第２の空間は、真空状態である請求項５または６記載の超電導回転機械用かご型ロータ。 A second tubular member that houses the second pipe;
A second space is provided between the second tubular member and the second pipe, supports the second pipe, and forms a second space between the second pipe and the second tubular member. A plurality of second support members to be formed;
With
The cage rotor for a superconducting rotary machine according to claim 5 or 6, wherein the second space is in a vacuum state.
前記超電導回転機械用かご型ロータの外側に隙間を介在させた状態で配置された超電導回転機械用ステータと、
を備え、
前記超電導回転機械用ステータは、前記超電導回転機械用かご型ロータの外側に配置された筒状のヨークと、
前記ヨークの内側から該ヨークの径方向内側に突出して設けられ、該ヨークの周方向に配列された複数のティースと、
互いに隣り合う前記ティース間に形成された溝と、
前記ティースに巻回され、前記溝に配置されたコイルと、
前記超電導回転機械用かご型ロータ側に位置する前記溝の入口側に配置され、冷却媒体が流れる第３の配管と、
を有する超電導回転機械。 A squirrel-cage rotor for a superconducting rotating machine according to any one of claims 1 to 8,
A stator for a superconducting rotating machine arranged with a gap interposed outside the cage rotor for the superconducting rotating machine;
With
The stator for a superconducting rotating machine includes a cylindrical yoke disposed outside the cage rotor for the superconducting rotating machine;
A plurality of teeth provided so as to protrude radially inward from the inside of the yoke and arranged in the circumferential direction of the yoke;
A groove formed between the teeth adjacent to each other;
A coil wound around the teeth and disposed in the groove;
A third pipe disposed on the inlet side of the groove located on the squirrel-cage rotor side for the superconducting rotary machine and through which a cooling medium flows;
A superconducting rotating machine.
前記第３の配管は、前記超電導回転機械用かご型ロータと対向する前記スロットウェッジの面に固定されている請求項９記載の超電導回転機械。 Of the groove, having a slot wedge disposed in a portion located between the coil and the third pipe,
The superconducting rotary machine according to claim 9, wherein the third pipe is fixed to a surface of the slot wedge facing the squirrel-cage rotor for the superconducting rotary machine.
前記第３の配管は、前記超電導回転機械用かご型ロータと対向する前記スロットウェッジの面に固定されており、
前記第３の配管の幅方向両側は、前記ティースの先端部に接触している請求項９記載の超電導回転機械。 Of the groove, having a slot wedge disposed in a portion located between the coil and the third pipe,
The third pipe is fixed to a surface of the slot wedge facing the squirrel-cage rotor for a superconducting rotary machine;
The superconducting rotary machine according to claim 9, wherein both sides of the third pipe in the width direction are in contact with the tip of the tooth.
前記溝のうち、前記スロットウェッジと前記第３の配管との間に配置されるとともに、該スロットウェッジ及び該第３の配管が固定される冷却板と、
を有し、
前記冷却板の幅方向両側は、前記ティースの先端部に固定されている請求項９記載の超電導回転機械。 A slot wedge disposed in a portion of the groove located between the coil and the third pipe;
Among the grooves, the cooling plate is disposed between the slot wedge and the third pipe, and to which the slot wedge and the third pipe are fixed,
Have
The superconducting rotary machine according to claim 9, wherein both sides of the cooling plate in the width direction are fixed to tip portions of the teeth.
前記溝のうち、前記スロットウェッジと前記第３の配管との間に配置されるとともに、該スロットウェッジ及び該第３の配管が固定される冷却板と、
を有し、
前記溝は、該溝の底部側に位置するとともに、前記コイルが配置される第１の領域と、前記溝の入口側に位置するとともに、前記第３の配管が配置される第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域との間に配置され、前記第１の領域及び前記第２の領域よりも幅広形状とされた第３の領域と、を有し、
前記冷却板は、前記第３の領域内に配置されるとともに、前記第１の領域及び前記第２の領域よりも幅広形状である請求項９記載の超電導回転機械。 A slot wedge disposed in a portion of the groove located between the coil and the third pipe;
Among the grooves, the cooling plate is disposed between the slot wedge and the third pipe, and to which the slot wedge and the third pipe are fixed,
Have
The groove is located on the bottom side of the groove, the first region where the coil is disposed, and the second region where the third pipe is disposed while located on the inlet side of the groove. A third region disposed between the first region and the second region and having a wider shape than the first region and the second region,
The superconducting rotary machine according to claim 9, wherein the cooling plate is disposed in the third region and is wider than the first region and the second region.
前記ヨークの内周面から該ヨークの径方向内側に突出して設けられ、該ヨークの周方向に配列された複数のティースと、
互いに隣り合う前記ティース間に形成された溝と、
前記ティースに巻回され、前記溝に配置されたコイルと、
前記超電導回転機械用かご型ロータ側に位置する前記溝の入口側に配置され、冷却媒体が流れる配管と、
を有する超電導回転機械用ステータ。 A cylindrical yoke disposed outside the cage rotor for a superconducting rotating machine;
A plurality of teeth provided to project radially inward from the inner peripheral surface of the yoke and arranged in the circumferential direction of the yoke;
A groove formed between the teeth adjacent to each other;
A coil wound around the teeth and disposed in the groove;
A pipe disposed on the inlet side of the groove located on the cage rotor side for the superconducting rotating machine, and through which a cooling medium flows;
A stator for a superconducting rotating machine.
前記配管は、前記超電導回転機械用かご型ロータと対向する前記スロットウェッジの面に固定されている請求項１４記載の超電導回転機械用ステータ。 Of the groove, having a slot wedge disposed in a portion located between the coil and the pipe,
The stator for a superconducting rotary machine according to claim 14, wherein the pipe is fixed to a surface of the slot wedge facing the cage rotor for the superconducting rotary machine.
前記配管は、前記超電導回転機械用かご型ロータと対向する前記スロットウェッジの面に固定されており、
前記配管の幅方向両側は、前記ティースの先端部に固定されている請求項１４記載の超電導回転機械用ステータ。 Of the groove, having a slot wedge disposed in a portion located between the coil and the pipe,
The pipe is fixed to the surface of the slot wedge facing the cage rotor for the superconducting rotating machine,
The stator for a superconducting rotary machine according to claim 14, wherein both sides of the pipe in the width direction are fixed to a tip portion of the tooth.
前記溝のうち、前記スロットウェッジと前記配管との間に配置されるとともに、該スロットウェッジ及び該配管が固定される冷却板と、
を有し、
前記冷却板の幅方向両側は、前記ティースの先端部に固定されている請求項１４記載の超電導回転機械用ステータ。 A slot wedge disposed in a portion of the groove located between the coil and the pipe;
Among the grooves, the cooling plate is disposed between the slot wedge and the pipe, and the slot wedge and the pipe are fixed to the cooling plate,
Have
The stator for a superconducting rotary machine according to claim 14, wherein both sides of the cooling plate in the width direction are fixed to tip portions of the teeth.
前記冷却板は、前記第３の領域内に配置されるとともに、前記第１の領域及び前記第２の領域よりも幅広形状である請求項１７記載の超電導回転機械用ステータ。 The groove is located on the bottom side of the groove, and includes a first region where the coil is disposed, a second region where the third pipe is disposed, the first region, and the second region. And a third region that is wider than the first region and the second region.
The stator for a superconducting rotary machine according to claim 17, wherein the cooling plate is disposed in the third region and is wider than the first region and the second region.
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